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1.水电解能产生 氢气 和 氧气 ,说明水是由 氢
和 氧 组成的。
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2.水的重要性质。
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纯净水是一种 没有 颜色 没有 气味 没有 味道的 液体 ;标准状况下沸点为
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100℃ ,凝固点为 0℃ ;水有一种异常现象,即 4℃ 时密度最大。
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三、水的密度
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l。密度是物质的一种 特性 。密度用 单位体积 某种物质的 质量
来表示,公式为 ρ=
,单位有 千克/米3 和
克/厘米3 等。
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2.密度的应用。
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利用密度知识可以:(1)求物质的质量;(2)求物质的体积;(3)鉴别物质;(4)判断物体是否空心。
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3.学会有关密度问题的计算。
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4.学会测物质的密度。
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(1)测物质密度的原理是 ρ=
;
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(2)测量方法:用天平测物体的质量,用量筒测物体的体积。
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四、水的压强
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1.压力。
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(1)压力是物体之间由于相互挤压而产生的。
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(2)压力的特点:
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①方向:与受力物体的表面垂直;
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②作用点:在被压物体上;
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③大小:可能与重力无关。
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2.压强。
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(1)压强是衡量压力作用效果的科学量,大小与压力大小与受力面积大小有关;
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(2)单位面积上受到的压力称压强,公式为
p=
,单位为牛/米2,该单位的专门名称为 帕斯卡 。
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3.有关压强的计算。
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(1)分析压力和受力面积分别是哪个、多大?
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(2)注意单位的统一。
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4.增大和减小压强的方法。
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5.液体(水)的压强。
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(1)液体对支撑它的容器底部和侧壁都有压强,大小与液体深度有关,深度越大,压强越大。
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(2)液体内部向各个方向都有压强,同一深度向各个方向压强都相等。液体内部的压强可用压强计测量。液体内部的压强跟液体的密度和深度有关,计算公式为p=ρ液gh。
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五、水的浮力
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1.浸在液体中的物体都受到液体向上的作用力--浮力的作用。
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2.浮力的计算--阿基米德原理。
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F浮=ρ液gV排液=G排液
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(1)浮力的大小只与液体的密度和物体排出液体的体积有关,与物体的密度、物体的体积、液体的体积无直接关系;
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(2)计算浮力时ρ液的单位是 千克/米3 ,V排液的单位是 米3 ;
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(3)浮力的计算公式也适用于气体。
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3.物体在液体中的浮沉条件。
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对浸没在水中的物体:
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(1)当F浮>G物时,物体上浮,最后漂浮,此时F浮=G物,V排液<V物;
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(2)当F浮=G物时,物体悬浮,V排液=V物;
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(3)当F浮<G物时,物体下沉,V排液=V物。
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对于实心物体:
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(1)漂浮时ρ液>ρ物;
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(2)悬浮时ρ液=ρ物;
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(3)下沉时ρ液<ρ物。
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4.物体浮沉条件的应用。
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(1)密度计(测液体的密度)根据漂浮原理制成;
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(2)潜水艇靠改变自身重力来实现上浮或下沉(浮力不变)。
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[典型例题解析]
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[例1] 一只瓶的质量为200克,装满水后总质量为700克,若先在瓶内装一些金属颗粒,使瓶和金属颗粒的总质量为878克,然后在瓶内再装水至满瓶’,称得瓶的总质量为1318克,求金属颗粒的密度。
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[解析] 该瓶装满水后,水的质量为700克
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-200克=500克,则该瓶的容积V=
=
=500厘米3
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金属颗粒的质量m金=878克-200克=678克
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瓶内再装满水,水的质量m'水=1318克-878克=440克,水的体积V'水=
=
=440厘米3
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所以金属颗粒的体积V金=500厘米3-440厘米3=60厘米3
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金属颗粒的密度ρ金=
=
=11.3克/厘米3=11.3×103千克/米3
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[答] 略
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[例2] 一位芭蕾舞演员的质量与一头大象的质量之比为1:200,大象每只脚的着地面
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积是芭蕾舞演员与地接触面积的100倍,求演员对地的压强和大象站立时对地的压强之比。
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[解析] 演员和大象对地的压力之比应等于重力之比,也等于两者质量之比,即F1:F2=1:200,大象站立时四只脚着地,由题意可知,大象站立时与地的接触面积是演员的400倍,则压强之比可求。
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因为F1:F2=G1:G2=m1:m2=1:200
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S1:S2=1:(4×100)=1:400
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所以p1:p2=
:
=
•
=
×
=2:1
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[答] 略
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[例3] 如图1-41所示,装有铁块的小烧杯漂浮在水面上,当将杯中铁块取出并投入水中后,水面的高度将如何变化?
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[解析] 方法一:烧杯和铁块原先漂浮在水面上。
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则有F浮=G杯十C铁
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即ρ水V排g=G杯+G铁
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整个杯子的排水体积为
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V排=
=
+![]()
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当把铁块投入水中后,杯与铁块排开水的总体积为V'排=V杯排+V铁
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因为G铁=ρ铁V铁g,G杯=F浮杯=ρ水V杯排g
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所以V'排=
+![]()
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比较V排与V'排的表达式,因为ρ铁>ρ水,所以V排>V'排,铁块投入水中后水面将下降。
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方法二:将烧杯和铁块看做一个整体,因为原先两者一起漂浮在水面上,故有F浮=G总。
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铁块投入水后,G总不变,由于铁块受到杯底对它向上的支持力N,所以整体受到的浮力减为F'浮=G总-N,即知F'浮<F浮,即ρ水V'排g<ρ水V排g,所以V排>V'排,水面将下降。
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方法三:如图1-42所示,
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设想将铁块从杯中取出,用细线挂在杯底,使其不与杯底接触,此时杯和铁块受到总浮力与排开水的总体积与原先一样,都是F浮=G杯+G铁,V排=F浮/ρ水g。再设想将细线剪断,铁块将沉入杯底,而杯子因失去向下的拉力将向上浮起一些,这将使杯子排开水的体积减小,于是水面将下降。
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[答] 略
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[说明] 方法一为常规解法,方法二则采用了整体分析法,方法三采用了等效变换的分析方法。后面两种解法比较巧妙。其中方法二更具一般性,可方便地用来解决类似的有关浮力问题。因此,在此基础上可进一步思考:假若把杯内的铁块依次换成木块、水、盐水、酒精,再将它们投入(或舀入)水中,水面高度又将如何变化?
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[课内练习]
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1.关于陆地水的叙述,正确的是 (
C )
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A.陆地水都是淡水
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B.陆地水中最多的是湖泊水
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C. 由于水循环运动,陆地上的水才能得到不断补充
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D.陆地水主要指河水、湖泊水、地下水和水蒸气
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2.下列关于水的重要性质的叙述中,错误的 ( D
)
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A.通常情况下,水是一种无色液体
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D.纯净水是没有味道的
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C. 标准大气压下水的沸点是100℃
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D.由于物体的热胀热缩,0℃的水密度比4℃的水密度要大
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3.水的密度为1.0×103千克/米3,它表示 ( B
)
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A.1米3水的密度是1.0×103千克/米3
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B.1米3水的质量为1.0×103千克
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C. 1千克的水的体积是1米3
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D.1米3水的质量是1千克
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4.一小孩在结冰的河面上玩耍,突然发现脚下的冰即将破裂,他应采取的措施是 (
C )
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A.站着不动 B.赶快向上跳起
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C. 轻轻地伏在冰面上并向岸边挪动
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D.立即改成单足独立
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5.一只实心铁球放到某一液体中,则铁球 ( D
)
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A.一定下沉 B.一定上浮 C. 一定悬浮 D.无法确定
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6.下列测量工具中,刻度线分布不均匀,而且刻度由上到下逐渐变大的是 ( A
)
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A.密度计 B.弹簧秤 C. 温度计 D.量筒
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[课时小结]
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重点:1.水的循环及重要性。
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2.密度、压力、压强、浮力的概念、计算公式和单位。
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3.密度的测量。
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4.密度、压强、浮力的有关计算。
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5.密度、压强、浮力知识的应用。
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难点:1.密度、压强、浮力的理解和计算。
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2.用密度、压强、浮力解决实际问题。
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课外同步训练
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[基础过关]
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1.下列人类活动中有利于淡水资源的利用和保护的是 ( B
)
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A.工业废弃物的任意排放
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B.植树造林、修建水库
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C. 农药和化肥的广泛使用
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D.生活垃圾和污水的任意倾倒
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2.如图1-43所示,甲、乙、丙、丁4只相同的杯子,分别盛有相同质量的水、盐水、酒精和水银,盛用水和水银的杯子应是(ρ水银>ρ盐水>ρ水>ρ酒精) ( A
)
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A.丙、甲 B.甲、乙 C. 乙、甲 D.丙、丁
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3.一个只能装500克水的玻璃瓶,装满水后质量为750克,改装密度为0.8×103千克/米3的液体,则装满液体后质量为 ( A
)
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A. 650克 B.750克 C.850克 D.875克
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4.如图1-44所示,在玻璃管的下端有橡皮膜,管里装着水,这橡皮膜向下凸了。现把玻璃管放入盛有同种水的玻璃杯中,那么当玻璃管外的水面高于管内水面时,橡皮膜 ( A
)
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A.向上凹 B.向下凹 C. 变平 D.无法确定
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5.增大压强最好的办法是 ( C
)
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A.增大压力,增大受力面积 B.减小压力,增大受力面积
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C. 增大压力,减小受力面积 D.减小压力,减小受力面积
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6.把一块木块放入盛满酒精的容器中,溢出酒精的质量是80克。若把该木块放入盛满水的容器中,则溢出水的质量是(已知ρ木=0.7×103千克/米3,ρ酒精=0.8×103千克/米3) (
A )
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A.80克 B.90克 C.45克 D.40克
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7.图1-45中,溢水杯A内水面恰好与口相平,B是小桶,弹簧秤四次测得数据由左向右分别为F1、F2、F3、F4,以上可计算出另两个数据。
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(1)F浮=F1-F2 ;
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(2)G排水=F3-F4 ;
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(3)比较(1)和(2),可得上述两个数据之间的关系是 相等
的。此实验所得结论的文字表达为 浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体受到的重力 。
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[深化提高]
8.![]()
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我国约有4亿多人需配戴近视或远视眼镜,组成眼镜主要材料的部分技术指标如下表:
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材料 |
树脂镜片 |
玻璃镜片 |
铜合金 |
钛合金 |
|
透光量 |
92% |
91% |
/ |
/ |
|
密度(kg/m3) |
1.3×103 |
2.5×103 |
8.0×103 |
4.5×103 |
|
性 能 |
较耐磨损 |
耐磨损 |
较耐磨损 |
耐腐蚀 |
(1)求一块体积为4×10-6米3的玻璃镜片的质量;
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(2)如图1-46所示的一副铜合金镜架的质量为2×10-2千克,若以钛合金代替铜合金,求一副镜架的质量。
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[解] (1)m玻=ρ玻·V玻=2.5×103千克/米3×4×10-6米3=0.01千克
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(2)V=
=
=2.5×10-6米3
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m钛=ρ钛·V=4.5×103千克/米3×2.5×10-6米3=1.125×10-2千克
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9.某人体重600牛,站在一块木板上,木板平放在沙地上,设木板重200牛,木板底面积为0.5米2,每只鞋底面积为200厘米2。
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求:(1)人对木板的压强;
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(2)木板对沙地的压强。
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[解] (1)p1=
=
=15000帕
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(2)p2=
=
==1600帕
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10.水面下10米深处有一个重4500牛、体积500分米3的水雷,它受到的浮力为多大?当它处于水面下5米深处时,它受到的浮力又是多大?静止后受到的浮力又是多大?
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[解] (1)10米深处时,F浮=ρ水gV排水=ρ水gV物=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.5米3=4.9×103牛
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(2)5米深处时,由于V排水不变,故浮力大小不变 所以F'浮=4900牛
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(3)全部浸没时,由于F浮>G物,根据物体浮沉条件可知水雷要上浮最后处于漂浮状态,即静止后,F'浮=G物=4500牛。
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第23课时
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本章复习(二)
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学习目标
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1.知道溶液、悬浊液、乳浊
1.![]()
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9 水的利用和保护(二)
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学习目标
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1.了解水污染产生的主要原因,增强防止水污染的责任感。
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2.知道处理污水的几种常用方法,学会混合物的分离技能。
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3.学会液体的过滤操作。
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4.初步学会利用所提供的信息分析一些自然现象或人文现象产生的原因。
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课堂学习设计
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[课前练习]
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1.我国水资源总量在世界上居领先地位,但由于我国 人口 多,所以人均占有量只有世界平均水平的 1/4
,是世界 “贫水国” 之一。因此我们必须从小树立节约用水的意识。
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2.我国水资源的特点是: 夏季
丰富、 冬季 欠缺、 东 多 西 少、 南 多
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北 少。
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[科学探究]
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一、水的净化
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1.防止水污染。
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(1)在工农业生产和生活中会产生大量的污水。
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①工业废水中常含有许多 有毒物质 ;
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②农业废水中常含有 农药 、 化肥等;
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③生活污水中常含有 微生物 或有利于 微生物
生长的物质。
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(2)污水排放流人湖泊和河流中会造成 水污染 。
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(3)污水的作用会导致生活在河流和湖泊中的水生生物难以生存,甚至死亡,同时还会污染地下水源。
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(4)被污水污染的水不能直接饮用和使用,必须经过污水的处理,除去水中的有毒有害物质。
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2.污水的处理。
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(1)沉淀法:
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[实验] 在一杯浑浊的泥浆水中加入明矾或活性炭(作凝聚剂),静置5分钟,可以观察到
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泥沙 沉到杯底
,水 变清了 。
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(2)过滤法:
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①过滤器的制作;
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②过滤泥浆水;
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③过滤时应注意“一贴、二低、三靠”。
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“一贴”指: 滤纸紧贴漏斗内壁 ;
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“二低”指: 滤纸低于漏斗口 、 液体低于滤纸上沿
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“三靠”指: 漏斗下端紧靠接受器内壁 、 玻璃棒末端轻轻斜靠在有三层滤纸的一侧 、 上面烧杯嘴紧靠玻璃棒中下部 。
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④过滤时,玻璃棒的作用是 引流 。
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[思考] 想一想还可以用什么器材来代替滤纸和漏斗?可以用塑料瓶、吸管、滤纸、木炭粉、细沙、砂砾、碎石、棉花、杯子、泥浆水来完成过滤操作吗?请把你设计的过滤过程画下来,并与同学交流你的设计。
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(3)蒸馏法:
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①熟悉书p.48蒸馏装置中的仪器;
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②用蒸馏法制蒸馏水。
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(4)沉淀法、过滤法、蒸馏法的比较:
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方法 |
原理 |
适用范围 |
基本操作 |
所起作用 |
|
沉淀法 |
根据物质的溶解性不同 |
用于分离液体中混有的不溶性固体杂质 |
加入明矾等凝聚剂,搅拌后静置 |
使水中的悬浮微粒凝聚成较大颗粒而沉淀下来 |
|
过滤法 |
根据物质的溶解性不同 |
用于除去液体中混有的不溶性固体杂质 |
溶解、过滤 |
可除去水中的悬浮微粒 |
|
蒸馏法 |
根据液体物质的沸点不同 |
用于分离或提纯液态混合物 |
加热、蒸馏、冷凝 |
可除去水中溶解的物质 |
[思考] 在沉淀法、过滤法和蒸馏法中,哪种方法净水的效果最好?可用哪些方法来进行比较?
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[答] 沉淀法只能使水中的悬浮微粒凝聚成较大的颗粒沉淀下来,而不能除去这些沉淀;过滤法可以除去这些沉淀,却不能除去已溶解在水中的物质;蒸馏法可以除去水中已溶解的物质。因此净水效果最好的当然是蒸馏法,蒸馏水可以看成十分纯净,我们可以直接饮用。也可以通过实验的方法来进行比较。取等量分别用三种不同净水方法得到的水将其加热蒸发至干,可以看到用沉淀法和过滤法得到的水蒸干后都有少量固体留下,这就是杂质;而蒸馏水在蒸干时却不会留下固体。
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3.纯净物的含义。
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由 一种物质组成的 物质,叫纯净物,如蒸馏水。
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二、探究粗盐的精制
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1.提出问题: 粗盐可以如何精制?粗盐中可能存在哪些物质?
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2.提出猜测: 粗盐可能含有泥土、沙子、食盐和其他晶体。
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3.设计实验:
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(1)需使用的实验仪器:烧杯、玻璃棒、蒸发皿、酒精灯、漏斗、药匙、量筒、铁架台(带铁圈)、滤纸、天平等
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(2)实验方案:
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①粗盐溶解:用天平称5克粗盐,用量筒量取10毫升水,加入粗盐至不能溶解为止;
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②过滤:制作过滤器,过滤食盐水,操作时要注意 “一贴、二低、三靠” ;
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③滤液的蒸发。
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4.合作、交流。
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[思考] 1.粗盐精制过程中玻璃棒的作用是什么?
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[答] 在粗盐精制的过程中玻璃棒在三处要用到。在溶解时,所起作用是加速粗盐的溶
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解;在过滤时,起了引流的作用;在滤液蒸发时,所起作用是防止液体局部过热,致使液滴飞溅出来。
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2.在滤液蒸发的过程中,加热到什么时候为好?
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[答] 加热到出现多量固体时,应停止加热,可以利用余热将剩余水蒸发掉。
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[课内练习]
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1.混有泥沙的食盐溶液过滤时,在滤纸上的是 泥沙
,滤液中的是 食盐 和 水
,将滤液蒸干就得到 食盐 。
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2.过滤法适用于 不溶性固体 与 液体的分离,蒸馏法适用于 沸点不同的液体混合物的分离。
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3.下列各种情况中,可能会引起水污染的是 ( D
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①过多使用农药 ②未经处理的生活污水排放到河里 ③过多使用化肥 ④未经处理的化工厂排出的废水
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A. ①③ B.②④ C. ①②③ D.①②③④
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4.粗盐的精制实验中,必须要用到的一组仪器是 ( C
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A.量筒、酒精灯、漏斗、玻璃棒 B.烧杯、漏斗、坩埚、玻璃棒
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C. 烧杯、酒精灯、玻璃棒、漏斗、蒸发皿
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D.铁架台、烧杯、胶头滴管、酒精灯
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[课时小结]
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重点:1.引起水污染的因素和原因。
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2.污水的处理方法。
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3.混合物的分离方法。
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4.粗盐精制实验。
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难点:1.混合物的不同分离方法、原理和应用。